Utilização de adsorventes durante o processo de microextração em fase sólida de flavours de cerveja

Abstract

A fração volátil presente na cerveja desempenha um papel importante na composição das características de flavour. O flavour da cerveja é complexo e representa um balanço de compostos químicos introduzidos pelas matérias-primas ou formados durante o processo de fabricação e estocagem. A análise da fração volátil presente na cerveja torna-se então um ponto importante no controle de qualidade das cervejarias, pois estes compostos estão diretamente relacionados à percepção final do consumidor em relação ao produto. Microextração em fase sólida (SPME) apresenta-se com uma técnica de extração e préconcentração de voláteis, bastante eficaz e sensível para a detecção de analitos nesse tipo de matriz. O objetivo da presente dissertação foi de investigar o efeito do uso de adsorventes durante o processo de microextração em fase sólida de flavours de cerveja tipo Pilsen. A estratégia proposta consistiu em introduzir uma fase suplementar que influenciará a adsorção seletiva de determinados analitos, disponibilizando sítios de adsorção/absorção na fibra de SPME, e conseqüentemente vir a aumentar a sensibilidade da técnica. No presente estudo, adsorventes, dotados de diferentes características químicas (ácidas ou básicas) e propriedades texturais (área específica, tamanho e volume de poros) e morfológicas (materiais amorfos, cristalinos, esféricos, fibriformes) foram avaliados. Assim foram utilizados materiais amorfos, a saber sílica (pura, funcionalizada com organosilanos e dopada com metais), alumina, magnésia; e materiais cristalinos: zeólitas, matériais mesoporosos (MCM-41, SBA-14 e ITQ-12) e crisotila, em sua forma natural e lixiviada. O efeito desses adsorventes foi avaliado na pré-concentração dos seguintes analitos: acetato de isoamila; hexanoato de etila; álcool fenil etílico; octanoato de etila; acetato de 2-feniletila e decanoato de etila, utilizando a fibra DVB-CAR-PDMS. Sílicas, sintetizadas por várias rotas, mostraram desempenhar um efeito positivo, sobretudo, se funcionalizadas com organosilano. A competição e adsorção preferencial desses analitos por certas fases podem ser evidenciadas no caso de sílicas dopadas com metal (Ag e Cu) e zeólitas, onde a presença de sítios ácidos de Lewis deve promover a adsorção preferencial dos analitos investigados. Correlações entre área específica ou diâmetro de poros dos materiais e sinal do analito pré-concentrado na fibra de SPME puderam ser evidenciadas em alguns casos.

The volatile fraction of beer plays an important role for the composition of the flavour characteristics. The flavour of beer is complex and represents a balance among chemical compounds, which were introduced by the raw materials or generated during the production process or storage. The volatile fraction analysis is an important issue for quality control in brewery, since the presence of such compounds is directly bound to the final taste perceived by the consumers. Solid-phase microextraction (SPME) is efficient and sensible for the extraction and pre-concentration of volatiles in this kind of matrix. The present dissertation aims at investigating the effect of using adsorbents during the solid-phase microextraction process of flavours present in Pilsen beer. The proposed strategy consists in introducing a supplementary phase, which might influence on the selective adsorption of certain analytes, which in turn might engender more available sites on the SPME fiber. Therefore, an increase in sensibility for certain analytes is expected. In the present study, adsorbents, bearing different chemical characteristics (acid and basic sites), textural (surface area, pore volume and pore diameter) and morphological (amorphous materials, crystalline solids, spherical and fibriform materials) properties were evaluated. Thus, amorphous materials, namely silica (bare, chemically modified with organosilanes and doped with metals), alumina, magnesia; and crystalline materials: zeolites, mesoporous materials (MCM-41, SBA-15 and ITQ-2), and chrysotile (natural and leached) were employed. The effect of such adsorbents was evaluated in the pre-concentration of the following analytes: isoamyl acetate, ethyl hexanoate, ethyl octanoate, ethyl decanoate, phenylethyl alcohol and phenylethyl acetate, using DVB-CAR-PDMS fiber. Silica, synthesized by different routes, was shown to affect positively the detected signal, especially in the case of organosilane-modified silicas. Competition and preferential adsorption of such analytes onto some phases could be clearly evidenced in the case of silicas doped with metal (Ag and Cu) and of zeolites, in which the presence of Lewis acid sites might have promoted the preferential adsorption of the investigated analytes. Correlations between surface area or pore diameter of the materials and the analyte pre-concentrated amount on the SPME fiber were observed.